品種間差異を利用したハスの花の発熱・恒温性機能の解明

ハスは、花托と呼ばれる花の中心部分が発熱し、約4日間の開花中30～37度の間に維持される恒温性という機能を持つ。本研究は、東京大学附属生態調和農学機構のハス見本園において複数の品種のハス花を対象に花托の発熱パターンを調べ品種間での形態的及び遺伝的変異を利用して、目的①ハス花の発熱が訪花昆虫を誘引するメカニズムの解明及び目的②ハス花の発熱・恒温性に関連する遺伝子の同定を行っている。目的①に関しては、複数の野外実験・室内実験の結果、発熱器官である花托の一部切除による発熱の程度の低下は雄蕊の開葯率を低下させること及び訪花昆虫を減少させることが示唆され、また雄蕊の十分な開葯には30度以上という高い温度が必要であることがわかったことから、ハス花の発熱・恒温性は開花2日目早朝という適切なタイミングで雄蕊を開葯させ、訪花昆虫を誘引する役割を持つことが示唆された。またAIによる訪花昆虫の検出に関しては、去年ミツバチ類の自動検出に成功した上、今年はハチ類、ハエ類、コウチュウ類について検出と同定モデルの構築するためのトレニングデータの作成し、これらのデータを用いた深層学習モデルの構築及びパラメータの調整を行っている。目的②に関しては、3年目のトランスクリプトームデータを取得するため、開花前後の花托温度変化の記録と花器官のサンプリングを実施した。昨年度に引き続き開花1日目（発熱）と開花5日目（非発熱）の花托、および開花1日目の花弁、雄ずい、雌ずいをサンプリングし、RNA-seqによる網羅的発現解析を実施した。前年度までの2回分の解析結果と合わせ３反復分のデータ解析を行い、発熱関連遺伝子と花器官形成関連遺伝子の発現動態をそれぞれ詳細に解析した。

ハスは、花托と呼ばれる花の中心部分が発熱し、約4日間の開花中30～37度の間に維持される恒温性という機能を持つ。本研究は、東京大学附属生態調和農学機構のハス見本園において複数の品種のハス花を対象に花托の発熱パターンを調べ品種間での形態的及び遺伝的変異を利用して、目的①ハス花の発熱が訪花昆虫を誘引するメカニズムの解明及び目的②ハス花の発熱・恒温性に関連する遺伝子の同定を行っている。目的①に関しては、複数の野外実験・室内実験の結果、発熱器官である花托の一部切除による発熱の程度の低下は雄蕊の開葯率を低下させること及び訪花昆虫を減少させることが示唆され、また雄蕊の十分な開葯には30度以上という高い温度が必要であることがわかったことから、ハス花の発熱・恒温性は開花2日目早朝という適切なタイミングで雄蕊を開葯させ、訪花昆虫を誘引する役割を持つことが示唆された。またAIによる訪花昆虫の検出に関しては、去年ミツバチ類の自動検出に成功した上、今年はハチ類、ハエ類、コウチュウ類について検出と同定モデルの構築するためのトレニングデータの作成し、これらのデータを用いた深層学習モデルの構築及びパラメータの調整を行っている。目的②に関しては、3年目のトランスクリプトームデータを取得するため、開花前後の花托温度変化の記録と花器官のサンプリングを実施した。昨年度に引き続き開花1日目（発熱）と開花5日目（非発熱）の花托、および開花1日目の花弁、雄ずい、雌ずいをサンプリングし、RNA-seqによる網羅的発現解析を実施した。前年度までの2回分の解析結果と合わせ３反復分のデータ解析を行い、発熱関連遺伝子と花器官形成関連遺伝子の発現動態をそれぞれ詳細に解析した。